Frequency Analysis of a Superconducting Magnetic Bearing System in Ring Spinning Using an Eddy Current Damper

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftKonferenzartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

Abstract

Das konventionelle Ringspinnverfahren wird seit über einem Jahrhundert eingesetzt und ist eines der am häufigsten verwendeten Verfahren in der Textilindustrie. Bei hohen Spindeldrehzahlen weist dieses Verfahren jedoch einige Nachteile auf, wie beispielsweise die Reibung zwischen Läufer und Ring, die Wärme erzeugt und dadurch Garnbrüche oder eine geringere Produktqualität zur Folge hat. Neue technologische Fortschritte, wie supraleitende Magnetlager (SMB), wurden implementiert, um die Einschränkungen der Spindeldrehzahl zu überwinden. SMBs nutzen Supraleiter und Permanentmagnete (PM), um magnetische Levitation zu erreichen. Dadurch wird die Reibung drastisch reduziert und Spindeldrehzahlen von bis zu 50.000 U/min ermöglicht. Frühere Studien haben die Dynamik von SMBs untersucht und gezeigt, dass sich das mathematische Modell für eine sechsdimensionale Bewegung auf ein gewöhnliches System zweiter Ordnung in Matrixform reduzieren lässt, das aus Massen-, Steifigkeits- und Dämpfungsmatrizen besteht. Aufgrund der durch die magnetische Levitation gegebenen Freiheitsgrade treten jedoch Schwingungen im Permanentmagneten infolge externer Kräfte auf. Eine kürzlich durchgeführte Studie implementierte einen Wirbelstromdämpfer (ECD) auf Basis von Kupferringen, der die Dämpfungskoeffizienten erhöht und dadurch die Schwingungen des Permanentmagneten reduziert. Diese Arbeit analysiert den Frequenzgang des PM-Rings in einem SMB-System mit ECDs unterschiedlicher Kupferdicke unter Berücksichtigung aller Bewegungsrichtungen. Theoretische Ergebnisse zeigen, dass Kippmoden aufgrund gyroskopischer Effekte eine Frequenzaufspaltung aufweisen. Experimentelle Tests mit Lasersensoren validierten das Modell, und eine parametrische Identifizierung wurde durchgeführt, um Steifigkeit, Dämpfung und Beiträge des externen Drehmoments zu bestimmen.
Titel in Übersetzung
Frequenzanalyse eines supraleitenden Magnetlagersystems im Ringrotationsbetrieb unter Verwendung eines Wirbelstromdämpfers

Details

OriginalspracheEnglisch
Aufsatznummere70068
Seitenumfang7
FachzeitschriftProceedings in Applied Mathematics and Mechanics: PAMM
Jahrgang26
Ausgabenummer1
PublikationsstatusVeröffentlicht - März 2026
Peer-Review-StatusJa

Externe IDs

ORCID /0000-0003-1288-3587/work/203067701
ORCID /0000-0003-2362-3449/work/203070966
unpaywall 10.1002/pamm.70068
Mendeley e0861629-a3d0-379b-9a01-d8884efede9b

Schlagworte

Schlagwörter

  • ring spinning